SISTEMA, METODO Y APARATO PARA TRATAR LIQUIDOS CON ENERGIA DE LAS ONDAS PROVENIENTES DE UN ARCO ELÉCTRICO
Campo técnico de la Invención La presente invención se refiere en general al campo del tratamiento de líquidos, y más particularmente, a un método, sistema y aparato para el tratamiento de líquidos con energía de onda producida a partir de un arco eléctrico. Técnica Anterior Sin limitar, el alcance de la invención, se describe su antecedente en relación con el tratamiento de líquidos en particular agua potable, aguas residuales, bebidas, jugos, leche, emulsiones, agua de lastre, agua de sentina, agua de torre de enfriamiento, agua de proceso, agua de laminación, aguas cloacales crudas, petróleo crudo, corrientes de hidrocarburos, licor negro y cualquier líquido que pueda bombearse, como ejemplo. Durante la década pasada la necesidad de alternativas a la cloración del agua potable y la efusión de aguas residuales se ha incrementado de forma dramática. Esto se debe principalmente a los microorganismos patógenos emergentes resistentes a muchos oxidantes tales como el cloro, así como a los problemas asociados con los subproductos formados mediante la reacción del cloro con orgánicos que se encuentran en fuentes de agua potable. Por ejemplo, muchas fuentes de agua potable
contienen materia orgánica. Cuando la materia orgánica se clora los subproductos son un grupo de compuestos referidos como trihalometanos (THMs) , algunos de los cuales son causa de cáncer. Como consecuencia, esto ha llevado a la US EPA a promulgar nuevas normas de desinfección con respecto tanto a los microorganismos patógenos como a la formación de THMs. Actualmente, existe una demanda insatisfecha por una alternativa simple y de costo efectivo para suplir la cloración que puede utilizarse también para tratar otras corrientes de agua. Por ejemplo, uno de tales sistemas de desinfección alternativos es el uso de radiación ultravioleta (UV) para aumentar la cloración. De la misma forma, la radiación UV puede reemplazar las cámaras de cloración en plantas de tratamiento de aguas residuales, dado que la ¦' efusión debe des-clorarse, lo cual requiere un químico adicional tal como dióxido de azufre. Otras dos corrientes de gran volumen que pueden tratarse con radiación UV son el agua de lastre de barcos y los desagües de alcantarilla combinados (CSO) . Hasta ahora los sistemas de tratamiento de agua que incorporan radiación UV se construyen de una lámpara alojada dentro de una funda de cuarzo. Ejemplos de sistemas de radiación UV anteriores incluyen lámparas de arco de mercurio de presión baja o presión media. Uno de los principales problemas con los sistemas de radiación UV existentes que
incorporan lámparas de arco de mercurio es que no consiguen maximizar el uso de electricidad. Más particularmente, al utilizar la energía únicamente en forma de radiación UV convertida a partir de la electricidad utilizada en el circuito eléctrico completo - la lámpara - es ineficiente y requiere dosis más altas de radiación UV que las necesarias si más de la energía eléctrica en el circuito eléctrico pudiera utilizarse para la inactivación patógena o para el tratamiento de contaminantes. Por ejemplo, una lámpara UV típica puede convertir únicamente de 30% a 40% de la electricidad utilizada en la lámpara en radiación UV. Además, estas lámparas contienen mercurio, que es un contaminante que puede transferirse mediante la cadena alimenticia . Además, cualquier sistema de radiación UV que incorpora una "bombilla" es propenso a quemarse. Además, con el paso del tiempo la cubierta de vidrio o cuarzo y la bombilla se solarizan debido a la luz UV. Además, con el paso del tiempo la cubierta de cuarzo que aloja a la lámpara se ensucia. El tubo de cuarzo debe retirarse y limpiarse manualmente si no incluye un sistema limpiador para la limpieza del tubo in-situ. Como consecuencia, la efectividad del sistema de radiación UV para inactivar criptosporidium se reduce con el paso del tiempo a medida que la lámpara se hace vieja y la funda o cubierta de cuarzo se ensucia.
Además, existe un patógeno emergente de interés, la micobacteria , que es resistente al cloro y a muchos biocidas . De la misma forma, la inactivación de la micobacteria requiere una dosis de luz UV más alta que ya sea Criptosporidium y Giardi. Además, no pueden aplicarse dosis bajas de luz UV para cumplir los lineamientos de esterilización o pasteurización como se establece por la US FDA, USDA y UPH. Los términos desinfección y esterilización se definen y se diferencian claramente por varias agencias normativas. Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema de tratamiento de agua de energía de onda que sea compacto y portátil, y aún así no utilice mercurio. Además, existe la necesidad de un sistema de tratamiento de agua de energía de onda que sea eficiente en energía, resistente, de mantenimiento bajo y compacto. De la misma forma, existe la necesidad de un sistema de energía de onda que pueda también retirar sedimento fino o reducir la turbidez en el agua. Además, existe la necesidad de un sistema desinfectante que pueda también separar el material en fases de diferentes densidades a las del agua, tal como aceite y grasa, madera, hojas, y botellas de plástico del agua. Además, existe la necesidad de reducir la materia orgánica en el agua. Descripción de la Invención La presente invención proporciona un sistema,
método y aparato para el tratamiento de líquidos con energía de onda proveniente de un arco eléctrico que: (1) es compacto y portátil, y aún así no utiliza mercurio; (2) es eficiente en energía, resistente, de bajo mantenimiento y compacto; (3) puede también retirar sedimento fino o reducir la turbidez del agua; (4) puede también separar en fase material de densidades diferentes a las del agua, tal como aceite y grasa, madera, hojas, y botellas de plástico del agua; y/o (5) puede reducir la materia orgánica en el agua. El líquido puede ser agua potable, aguas residuales, bebidas, jugos, leche, emulsiones, agua de lastre, agua de sentina, agua de torre de enfriamiento, agua de proceso, agua de laminación, aguas cloacales crudas, petróleo crudo, corrientes de hidrocarburos, licor negro o cualquier líquido que pueda bombearse. La presente invención puede operar en áreas remotas del mundo que pueden suministrar varias formas de energía de onda al agua y contaminantes, y no simplemente radiación UV, que ayudará en la descomposición de orgánicos y producirá una fuente de agua potable, que se necesita inmediatamente a través del mundo. Además, la presente invención puede operarse sin línea de energía utilizando una turbina de viento o células fotovoltaicas, lo cual permite el tratamiento remoto de agua y aguas residuales sin necesidad de un generador o línea de energía. La presente invención genera un remolino o flujo
ciclónico y una o más energías de onda en el "ojo" "núcleo de plasma" o "núcleo hueco de gas" del remolino. La presente invención trata los líquidos o fluidos primero irradiando el fluido con un arco de plasma ubicado centralmente dentro del núcleo de gas del fluido giratorio, después, enseguida formando una película fina con el fluido e irradiando el fluido de película fina y tercero reflejando la energía de onda a fin de aumentar la dosis de energía de onda absorbida por el fluido o materia dentro del fluido. La presente invención puede también proporcionar un proceso de oxidación/reducción avanzado (AORP) para el tratamiento de fluidos utilizando un catalizador semi-conductor . De la misma forma, la presente invención incluye medios para introducir nano metales cargados y minerales así como carbono para el tratamiento del agua. Adicionalmente, la presente invención incluye un mecanismo de separación por fase. La presente invención, que se describirá en detalle más adelante, proporciona un suministro de energía de onda superior al fluido que se trata, un método superior para eliminar y destruir los volátiles in-situ y un método para someter fluidos, contaminantes y patógenos a varias formas de energía de onda simultáneamente. Además, la presente invención proporciona un mecanismo para tratar materia con varias formas de energía de onda, tales como radiación ultravioleta, radiación ultravioleta de vacío, radiación
infrarroja, radiación de luz visible, energía sónica, energía ultrasónica, electrólisis o una combinación de las mismas. Adicionalmente, la presente invención proporciona un mecanismo para generar un oxidante o radicales libres in-situ. Además, la presente invención utiliza un procedimiento único para desinfectar y filtrar el agua dentro del mismo sistema. Por lo tanto, mediante el nuevo método de energía de onda de la presente invención para tratar fluidos mediante la eliminación de la lámpara, y utilizando un arco de carbono en combinación con un fluido giratorio, un sistema puede diseñarse para tratar proporciones de flujo muy bajas utilizando una turbina de aire o células fotovoltaicas para recargar baterías DC, mientras se gradúa para tratar volúmenes de agua actualmente no conocidos utilizando suministros de energía DC muy grandes y barras de grafito, comúnmente encontradas en la industria de la fundición -calderas de arco de carbono. Por consiguiente, la presente invención trata líquidos o fluidos con varias formas de energía de onda en longitudes de onda, enfoques, intensidad y tiempos de residencia superiores a los métodos anteriores. La presente invención utiliza la conservación del momento angular para formar primero un fluido giratorio que aumenta en velocidad, después se expande hacia el exterior para formar un remolino o embudo invertido de película fina, generalmente configurado
en forma de paraguas o reflector parabólico. La presente invención supera también el tiempo de residencia y el fenómeno de absorción asociado con reacciones fotoquímicas. Más específicamente, la presente invención proporciona un método para tratar un líquido proporcionando una fuente de energía de onda y creando una película fina del remolino de líquido alrededor de la fuente de energía de onda de tal forma que una o más energías de onda se irradian al líquido. De la misma forma, la presente invención proporciona un método para tratar un líquido proporcionando tres zonas de energía de onda y pasando el líquido a través de las tres zonas de energía de onda. Además, la presente invención proporciona un aparato para tratar un líquido utilizando una espiral de bomba o cabeza de hidrociclón, un cuello conectado a la espiral de bomba o cabeza de hidrociclón, un reflector parabólico conectado al cuello y una fuente de energía de onda para irradiar el líquido. La fuente de energía de onda incluye un primer electrodo que se extiende desde la espiral de bomba o cabeza de hidrociclón hacia el cuello a lo largo de un eje central del cuello, y un segundo electrodo que se extiende hacia el reflector parabólico que se encuentra separado y alineado axialmente con el primer electrodo. El aparato puede proporcionarse como un equipo de retroajuste para sistemas existentes.
Además, la presente invención proporciona un sistema para tratar un liquido que incluye un tanque de almacenamiento y dos o más dispositivos de remolino de arco dispuestos en una parte superior del tanque de almacenamiento. Cada dispositivo de remolino de arco incluye una espiral de bomba o cabeza de hidrociclón, un cuello conectado a la espiral de bomba o cabeza de hidrociclón, un reflector parabólico conectado al cuello, y una fuente de energía de onda para irradiar el líquido. Cada dispositivo de energía de onda incluye un primer electrodo que se extiende desde la espiral de bomba o cabeza de hidrociclón hacia el cuello a lo largo de un eje central del cuello, y un segundo electrodo que se extiende hacia el reflector parabólico que se encuentra separado y axialmente alineado con el primer electrodo. La presente invención se describe en detalle más adelante con referencia a los dibujos adjuntos. Descripción de los Dibujos Las ventajas anteriores y adicionales de la invención pueden entenderse mejor con referencia a la siguiente descripción en conjunción con los dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 ilustra un dispositivo de remolino de arco de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 ilustra un separador de separador de
ciclón del remolino de arco de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención; La Figura 3 muestra un hidrociclón rociado con gas del remolino de arco de acuerdo con una tercera modalidad de la presente invención; La Figura 4 ilustra una tubería rociada con gas del remolino de arco con flujo tangencial de acuerdo con una cuarta modalidad de la presente invención; La Figura 5 ilustra una espiral del remolino de arco de acuerdo con una quinta modalidad de la presente invención ; La Figura 6 ilustra un reflector de hidrociclón del remolino de arco de acuerdo con una sexta modalidad de la presente invención; La Figura 7 ilustra un conducto del reflector de hidrociclón del remolino de arco de acuerdo con una séptima modalidad de la presente invención; La Figura 8 ilustra múltiples remolinos de arco en tanque de acuerdo con una octava modalidad de la presente invención; La Figura 9 ilustra un remolino de arco con filtro de arena de acuerdo con una novena modalidad de la presente invención; La Figura 10 es un diagrama de flujo de un método de tratamiento de un líquido de acuerdo con la presente
invención; y La Figura 11 es un diagrama de flujo de otro método de tratamiento de un liquido de acuerdo con la presente invención . Descripción de la Invención Aunque la producción y uso de las varias modalidades de la presente invención se describen en detalle más adelante, debe apreciarse que la presente invención proporciona muchos conceptos inventivos aplicables que pueden incorporarse en una amplia variedad de contextos específicos. Las modalidades específicas descritas en la presente son meramente ilustrativas de las formas específicas para producir y utilizar la invención y no delimitan el alcance de la invención. La descripción en la presente se refiere principalmente al tratamiento de agua, pero se entenderá que los conceptos de la presente invención son aplicables al tratamiento de cualquier líquido. El término "energía de onda" se utiliza en la presente para incluir radiación así como energías de onda transmitidas mediante varios medios, y abarca ondas o radiaciones electromagnéticas; ondas sónicas, supersónicas, y ultrasónicas, y neutrones, protones, destrones, y otras radiaciones corpusculares. El término "ondas electromagnéticas" incluye, e.g., rayos X y rayos gamma, rayos ultravioleta, infrarrojos, y de luz visible,
microondas , y ondas tanto eléctricas cortas y de radio. La presente invención proporciona un sistema, método y aparato para el tratamiento de líquidos con energía de onda proveniente de un arco eléctrico que: (1) es compacto y portátil, y aún así no utiliza mercurio; (2) es eficiente en energía, fuerte, de bajo mantenimiento y compacto; (3) puede retirar también sedimento fino o reducir la turbidez en el agua; (4) puede también separar por fases material de densidades diferentes a las del agua, tal como aceite y grasa, madera, hojas, y botellas de plástico del agua, y/o (5) puede reducir la materia orgánica en el agua. El líquido puede ser agua potable, aguas residuales, bebidas, jugos, leche, emulsiones, agua de lastre, agua de sentina, agua de torre de enfriamiento, agua de proceso, agua de laminación, aguas cloacales crudas, petróleo crudo, corrientes de hidrocarburos, licor negro o cualquier líquido que pueda bombearse. La presente invención puede operar en áreas remotas del mundo que pueden suministrar varias formas de energía de onda al agua y contaminantes, no simplemente radiación UV, y ayudaría en la descomposición de orgánicos y produciría el agua potable necesaria inmediatamente a lo largo del mundo. Además, la presente invención puede operar sin líneas de energía y generadores mediante el uso de una turbina de viento o células fotovoltaicas , lo que permite el tratamiento remoto del agua y aguas residuales.
La presente invención genera un remolino o flujo ciclónico y una o más energías de onda en el "ojo" o "núcleo de gas hueco" del remolino. La presente invención trata a los líquidos o fluidos primero irradiando el fluido con un arco de plasma ubicado centralmente dentro del núcleo de gas del fluido giratorio, después, enseguida formando una película fina con el fluido e irradiando al fluido de película fina y tercero reflejando la energía de onda a fin de aumentar la dosis de energía de onda absorbida por el fluido o materia dentro del fluido. La presente invención puede proporcionar también un proceso de oxidación/reducción avanzado (AORP) para el tratamiento de fluidos utilizando un catalizador semi-conductor . De la misma forma, la presente invención incluye medios para introducir nano metales cargados y minerales así como carbono para el tratamiento del agua. Adicionalmente, la presente invención incluye medios de separación por fase. La presente invención, que será descrita en detalle más - adelante, proporciona un suministro de energía de onda superior al fluido que se trata, un método superior para desprender y destruir volátiles in-situ y un método para someter a los fluidos, contaminantes y patógenos a varias formas de energía de onda simultáneamente. Además, la presente invención proporciona un mecanismo para el tratamiento de materia con varias formas de energía de onda,
tales como radiación ultravioleta, radiación ultravioleta al vacio, radiación infrarroja, radiación de luz visible, energía sónica, energía ultrasónica, electrólisis o una combinación de las mismas. Adicionalmente, la presente invención proporciona un mecanismo para generar un oxidante o radicales libres in-situ. Además, la presente invención utiliza un procedimiento único para desinfectar y filtrar el agua dentro del mismo sistema. Por tanto, mediante el nuevo método de energía de onda de la presente invención para el tratamiento de fluidos mediante la eliminación de la lámpara, y utilizando un arco de carbono en combinación con un fluido giratorio, el sistema puede diseñarse para tratar proporciones de flujo muy bajas utilizando una turbina de viento o células fotovoltaicas para recargar baterías DC, mientras se escala para tratar volúmenes de agua actualmente no conocidos mediante el uso de suministros muy grandes de energía DC y barras de grafito, comúnmente encontradas dentro de la industria de fundición - calderas de arco de carbono. Por consiguiente, la presente invención trata los líquidos o fluidos con varias formas de energía de onda en longitudes de onda, enfoques, intensidad y tiempos de resistencia superiores a los métodos anteriores. La presente invención utiliza la conservación del momento angular para primero formar un fluido giratorio que aumenta en velocidad, después se expande hacia el exterior para formar un remolino
o embudo invertido de película fina, generalmente configurado en forma de un paraguas o reflector parabólico. La presente invención también supera el tiempo de residencia y el fenómeno de absorción asociado con las reacciones fotoquímicas. La energía de onda, en particular EMR, los dispositivos y métodos de la técnica anterior, se diseñan para un rango de proporción de flujo dado. Poniéndolo de modo simple, el reactor fotoquímico tiene un volumen conocido, y en base al volumen del reactor, el número de fuentes EMR que se necesitan para efectuar una reacción durante un periodo de tiempo especificado, se calcula y se refiere comúnmente como tiempo de residencia (RT) . Normalmente las fuentes de EMR son fuentes de onda continua tales como las lámparas de arco de mercurio lineales largas a baja presión, lámparas de mercurio de presión media y lámparas HgXe de arco corto. Sin embargo, las lámparas de destello de alta intensidad se han empleado para líquidos que son de alguna forma opacos, tales como los jugos. Dado que estas lámparas se encuentran graduadas en vatios, entonces los joules/segundo emitidos desde las lámparas pueden multiplicarse mediante el RT para especificar una dosis efectiva aplicada a un área (vatios/segundo/área) del fluido tratado . Por ejemplo, se conoce la cantidad de radiación
necesaria para desactivar bacterias. Por tanto, simplemente funcionando hacia atrás a partir de este valor conocido, en combinación con la densidad de población promedio de las bacterias, puede calcularse fácilmente la variable o número de fuentes EMR y el tamaño del reactor. Sin embargo, los problemas surgen cuando aumenta el conteo de bacterias a partir del valor promedio asumido. Debe instalarse ya sea un segundo reactor o deben agregarse más luces al reactor existente . La ley Beer-Lambert puede aplicarse para mostrar con claridad que una lámpara lineal larga colocada dentro del conducto seria un reactor fotoquimico no efectivo. La ley Beer-Lambert y su ecuación asociada son significativas para el diseño del reactor fotoquimico o de energía de onda. Aunque la siguiente ecuación es simple, es a menudo mal entendida y utilizada de forma incorrecta. A = , be En donde A es la absorbencia (sin unidades) ; , es la absorbencia molar con unidades de L/mol/cm; b es la longitud de trayectoria de la muestra (o longitud del reactor fotoquimico) ; y c es la concentración de los compuestos en la solución con unidades de mol/litro. Dentro de esta ley, la absorbencia es directamente proporcional a los otros parámetros. La ley indica que la
fracción de la radiación absorbida por cada capa del fluido es la misma. La ecuación, "A=,bc" le dice al diseñador del reactor fotoquimico que la absorbencia depende de la cantidad total del compuesto absorbente en la trayectoria de radiación a través del reactor fotoquimico. Por tanto, si un diseñador se refiere al porcentaje de transmisión (%T) puede generarse una curva exponencial que comprara el %T con la longitud de trayectoria. Sin embargo, si la absorbencia se traza contra la concentración, emerge una linea recta. Por tanto, la relación lineal entre la concentración y la absorbencia es tanto simple como directa. Sin embargo, dado que la energía de onda omni-direccional viaja lejos de su fuente en un contenedor dado, de acuerdo con "A=,bc", el número de fotones cercanos a la pared del contenedor ha disminuido, pero la concentración de contaminantes dentro del fluido es igual a cualquier distancia desde la lámpara omni-direccional . Por tanto, si este reactor se diseña para desinfección bacterial, las bacterias cercanas a la fuente de energía de onda reciben una mayor cantidad de energía que las bacterias cercanas a la pared del contenedor. Como resultado, la eliminación de bacterias es mayor cerca de la fuente de energía de onda y disminuye por el cuadrado de la distancia desde la lámpara. Dado que esta es una lámpara omni-direccional, sigue la ley de cuadrado invertido, que establece que la
intensidad de luz observada desde una fuente de luminosidad intrínseca constante disminuye en proporción directa al cuadrado de la distancia desde el objeto. Como ejemplo, si 16 W/cm2 se miden a una distancia de 1 metro desde la fuente, 4 W/cm2 se medirán a 2 metros. La intensidad puede calcularse de manera similar en cualquier otra distancia. La ley de cuadrado inverso puede aplicarse a las variaciones en intensidad sin importar la dirección desde la fuente de luz únicamente en los casos en que la fuente de luz se aproxima a un punto de fuente. Sin embargo, el mismo principio es útil para entender la disminución en intensidad que ocurre en el exterior desde una fuente lineal, tal como una bombilla alargada, en una dirección normal al eje de la fuente alargada . En el contexto del tratamiento de fluidos con energía de onda, otro factor significativo que tiene un efecto significativo sobre la eficacia del tratamiento es la distancia que una partícula de energía de onda dada, tal como un fotón de luz UV, viajará a través del material. Por ejemplo, la luz UV con una longitud de onda de 253.7 nm puede penetrar el agua a una profundidad por arriba de 24 pulgadas, pero una hoja muy delgada de papel aluminio bloqueará la luz UV por completo. De la misma forma, la turbidez en el agua bloqueará parcialmente la luz UV. Por otra parte, el aluminio puede mejorarse para reflejar más del 80% de luz UV.
Por consiguiente, todos los sistemas de tratamiento de luz UV se encuentran sujetos a las desventajas y obstáculos relacionados con la absorbencia, o a la distancia de penetración a través del fluido que se trata. La distancia de penetración se refiere también como longitud de trayectoria. Debido a estos factores, puede entenderse que aumentar el volumen del reactor para aumentar el tiempo de residencia del fluido no afecta o cambia la longitud de la trayectoria, y no necesariamente mejora la efectividad del tratamiento. Teniendo en cuenta estos factores la presente invención puede entenderse más fácilmente y apreciarse más fácilmente su novedad y significancia. La presente invención resuelve los problemas de disminución de la intensidad y de la longitud de la trayectoria exponiendo una capa delgada de fluido a la energía de onda en cercana proximidad con la fuente de energía. Con referencia ahora a la Figura 1, se ilustra un dispositivo de arco de remolino 100 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Se utiliza un contenedor 102 capaz de producir flujo de vórtice como muestra la flecha 104, tal como un embudo o ciclón, para producir una película delgada de líquido que fluye sobre la pared del contenedor alrededor de un núcleo de gas o un núcleo de plasma. La forma del contenedor 102 y la posición y/o tipo de la entrada
106 no se limitan a las que se muestran en la Figura 1. Por el contrario puede utilizarse cualquier combinación de formas u orientaciones siempre que se cree el flujo de vórtice 104. El núcleo de gas central, que carece de liquido, se crea cuando el liquido, tal como agua, se introduce en el contenedor 102 mediante la entrada 106 para crear el flujo de vórtice 104. Se colocan barras de arco de carbono 108 y 110 dentro del núcleo central. Se crea un arco de carbono 112 extendiendo un filamento entre las barras de arco de carbono 108 y 110 para formar un corto circuito total cuando los electrodos 108 y 110 se conectan a un suministro de energía. Alternativamente, el arco de carbono 112 puede crearse moviendo las barras de arco de carbono 108 y 110 juntas para formar un corto circuito total cuando los electrodos 108 y 110 se conectan a un suministro de energía y después separándolos para "trazar" el arco de carbono 112. El arco de carbono 112 que se extiende entre las puntas cercanas de las barras de carbono 108 y 110 produce una o más energías de onda 114, tal como luz UV profunda, para tratar el líquido. El líquido se descarga del contenedor 102 mediante un escape o salida 116. Las barras de grafito se fabrican en tamaños que fluctúan desde diámetros de barra soldada de 0.125 pulgadas a diámetros de 6 pies para las barras de carbono comúnmente utilizadas en calderas de arco eléctrico. Dado que los
reflectores de arco de carbono de la época de la Segunda Guerra Mundial se encuentran ampliamente disponibles, la presente invención puede construirse fácilmente a partir de ese suministro de excedentes de reflectores. Puede utilizarse cualquier fuente de energía DC para crear un arco de carbono a partir de barras de grafito. Puede utilizarse una batería de energía solar simple como la fuente de DC para el arco de carbono, lo cual permite el uso de sistemas de desinfección no costosos para el tratamiento, e.g., de agua potable, en áreas remotas así como en países del tercer mundo. La presente invención proporciona también un mecanismo para un sistema de energía de onda, compacto, pero extremadamente potente para desinfectar corrientes de alta proporción de flujo tales como agua de lastre de barcos y de grandes efluentes de agua potable municipal o de plantas de aguas residuales. En contraste con los sistemas de luz UV típicos, la presente invención no se limita en tamaño debido a la construcción de la lámpara, ni por el desempeño debido a • la solarización de la cubierta de lámpara de cuarzo. Además, la transferencia máxima de energía de onda ocurre en la presente invención, dado que la presente invención utiliza un arco abierto. Además, la presente invención hace uso de todas las formas de energía de onda producidas a partir del arco de carbono y no simplemente únicamente a la luz UV que se irradia desde el plasma o desde la punta de la barra de
carbono caliente. Un contenedor 102 que es muy adecuado para crear un vórtice para su uso en la presente invención para desinfectar y esterilizar utilizando las cavitaciones inducidas, se describe en la Patente de E.U. No. 6,019,947 expedida para Kucherov el 1 de Febrero, 2000 y titulada "Method and Apparatus for Sterilization of a Continuous Liquid Flow", (Método y aparato para la esterilización de un flujo de liquido continuo) , que se incorpora en la presente descripción en su totalidad. La mejora de la presente invención sobre la enseñanza de la patente ? 947 de Kucherov incluye, sin limitación, el factor de que el arco de carbono de la presente invención agrega al menos dos formas adicionales de energía de onda para la esterilización - luz UV y radicales libres o electrones. Ahora con referencia a la Figura 2, se ilustra un separador de ciclón de remolino de arco 200 de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención. Un separador de ciclón 202 puede modificarse fácilmente para la presente invención. Las barras de carbono 108 y 110 se insertan en el flujo inferior 204 y el flujo superior 206 del separador de ciclón 200. El líquido se introduce dentro del separador de ciclón 202 mediante la entrada 208. El arco de carbono se forma entre las barras 108 y 110 dentro del núcleo del separador de ciclón 202.
Con referencia ahora a la Figura 3, se ilustra un hidrociclón rociado con gas de remolino de arco 300 de acuerdo con una tercera modalidad de la presente invención. Un hidrociclón con una pared porosa 304, referido como hidrociclón rociado con gas, puede utilizarse como el contenedor 302 para la presente invención. Las barras de carbono 108 y 110 se insertan en el flujo inferior 204 y el flujo inferior 206 del hidrociclón rociado con gas 300. El liquido se introduce en el contenedor 302 mediante la entrada 208. El arco de carbono se forma entre las barras 108 y 110 dentro del núcleo de contenedor 302. Se introduce aire o gas 306 al contenedor 302 mediante la entrada de gas 308 conectada a la pared porosa 304. El hidrociclón rociado con gas/aire ayuda en el desprendimiento de volátiles del fluido e induce la cavitación, además de la creación de una película delgada de fluido. Los hidrociclones rociados con aire pueden desprender moléculas hidroscópicas, tales como alcoholes, del agua. Además, la capa de límite de aire entre la superficie que se rocía y el fluido, reduce la fricción, permitiendo así que el fluido logre y mantenga altas velocidades a más bajas presiones de bomba. Esto tiene un efecto altamente deseable si el fluido logra una velocidad suficiente para cavitar. La cavitación es la formación de burbujas en un líquido, seguida por un subsecuente colapso de las burbujas. La cavitación puede observarse como una forma
de energía de onda, debido a que la cavitación crea ondas sónicas y la energía sónica es una forma de energía de onda. Además, la cavitación puede "eliminar" patógenos, producir reacciones químicas y mezclar el fluido a fondo. Además, los fluidos mezclados a fondo viajan a través de un hidrociclón rociado con gas en una trayectoria de tirabuzón o vórtice, pero como una capa muy delgada. Esta capa delgada da como resultado una distancia de penetración muy corta que debe lograrse por medio de la energía de onda para lograr un tratamiento efectivo a través del espesor completo del líquido. Consecuentemente, la longitud de trayectoria disponible para la energía de onda en el fluido tratado cesa de ser una limitación en la efectividad del tratamiento, y se logrará una máxima absorción de energía de onda. Debe entenderse que la longitud de la trayectoria de la energía de onda y la distancia de penetración no se relacionan con o se afectan necesariamente por la longitud del contenedor. Cuando la velocidad del líquido en un hidrociclón rociado con -aire de película delgada es suficiente para producir cavitación en el líquido, el alto nivel de energía de onda de la cavitación, en combinación con la energía de onda generada por el arco de carbono no confinado de acuerdo con la presente invención, pueden mejorar dramáticamente el desempeño del tratamiento de líquido en base a energía de onda. La adición del sistema de arco de carbono descrito
anteriormente a cualquier sistema de rociado de gas proporcionará también dramáticas mejoras de tratamiento a partir del rango expandido de energías de onda generadas por el arco de carbono no confinado. Debe notarse que el uso de un hidrociclón rociado con gas como el contenedor para la presente invención no es simplemente para la cavitación y efectos de desprendimiento. El REVEX™ MTU, por ejemplo, produce una película muy delgada de fluido. En combinación con la capa delgada de fluido, el fluido fluye en una trayectoria de espiral alrededor y a lo largo del eje longitudinal de componente de tubo poroso de ese aparato. Esto produce un aumento dramático en el tiempo de residencia del líquido dentro del reactor en comparación con el flujo lineal a través de un reactor de la misma longitud, y permite el uso de un reactor compacto con una capacidad de tratamiento mucho más altamente efectiva que la posible con los reactores de la técnica anterior. Con referencia ahora a la Figura 4, se ilustra una tubería rociada con gas de remolino de arco con flujo tangencial 400 de acuerdo con una cuarta modalidad de la presente invención. Puede utilizarse también una tubería 402 con pared porosa 404 para la presente invención. Las barras de carbono 108 y 110 se insertan en cada extremo de la tubería 402. El líquido se introduce a la tubería 402 mediante la entrada 406 y se deja salir mediante la salida
408. El arco de carbono se forma entre las barras 108 y 110 dentro del núcleo del contenedor 402. Se introduce aire o gas 306 dentro del contenedor 402 mediante la entrada de gas 410. Con referencia ahora a la Figura 5, se ilustra una espiral del remolino de arco 500 de acuerdo con una quinta modalidad de la presente invención. Una espiral de bomba o cabeza de hidrociclón 502 se utiliza para producir el momento angular. Cuando un liquido, tal como agua, se introduce en el hidrociclón como lo muestra la flecha 504 el liquido fluye en un circulo alrededor de un eje central que forma un remolino o flujo en remolino y genera un momento angular. Por tanto, el término remolino en la presente significa o es similar a vórtice, espiral, ciclón, tornado, huracán, tifón o en general cualquier flujo que tenga un momento angular. En la aplicación del método de la presente invención, simplemente se colocan electrodos tales como barras de carbono o grafito 108 y 110 a lo largo del núcleo central o eje del generador de momento angular - la espiral 502. Un electrodo 108 se coloca dentro de la espiral 502 mientras que el otro 110 se coloca fuera de un cuello 506. Cuando se refiere a una bomba, el cuello 506 es de hecho una entrada de succión de la bomba. Cuando se encuentra en operación fluye el agua hacia de la espiral 502 mediante la flecha 504 y forma un flujo de remolino con un núcleo de aire si se abre a
la atmósfera. El remolino entra en el cuello 506 y el agua debe aumentar la velocidad debido a la conservación del momento angular. Tan pronto como el remolino sale del cuello 506 en un punto de salida 508 el agua continúa girando como muestra la flecha 510 pero inmediatamente se expande hacia el exterior como muestran las flechas 512. El agua girando adquiere una forma de paraguas de película delgada o embudo invertido de película delgada con un núcleo de aire muy grande. La forma o perfil único del método de remolino de la presente invención da lugar a un método completamente nuevo para el tratamiento de líquidos. Dado que se forma un núcleo de gas a baja presión a lo largo del eje central, entonces puede bombardearse el arco y mantenerse dentro del núcleo de gas central y dentro del paraguas o embudo invertido. A fin de bombardear el arco y convertir el núcleo de gas en un núcleo de arco de plasma, uno de los electrodos 108 puede conectarse a una barra impulsora 514 que se encuentra conectada a un accionador 516. El accionador 516 mueve al electrodo 108 hasta que hace contacto con el electrodo 110. Cuando los electrodos 108 y 110 se tocan, se forma un corto circuito total cuando los electrodos se conectan a un suministro de energía. Después, el electrodo 108 se retrae forzando por tanto a los electrones a fluir a través del núcleo de gas y a convertir el núcleo de gas en un gas ionizado típicamente referido como plasma. En vez de mover
al electrodo 108, la barra impulsora 514 puede moverse y tocar al electrodo 110. La barra impulsora 514 actúa como un agitador para tirar del arco desde un electrodo 110 al otro electrodo 108. Puede utilizarse un gas inerte tal como argón, helio, nitrógeno, xeón o neón a fin de reducir la oxidación de los electrodos asi como para cambiar el espectro EMR del plasma. Puede agregarse oxigeno para producir ozono y oxigeno atómico. Por supuesto puede agregarse e ionizarse cualquier gas incluyendo vapor e hidrógeno. Una vez más, los electrodos pueden fabricarse de cualquier material eléctricamente conductivo y no solo de carbono. Con referencia ahora a la Figura 6, se ilustra un reflector de hidrociclón de remolino de arco 600 de acuerdo con una sexta modalidad de la presente invención. La novedad de la presente invención yace dentro de la energía o energía de onda generada mediante el arco de carbono y el plasma 612 en combinación con la forma única del líquido que gira. El cuello 602 puede ser recto como se muestra en la Figura 5 o en forma de cono, tal como un reductor concéntrico como se muestra en la Figura 6. Cuando el agua se expande hacia el exterior 512 en el punto de salida 604 como se estableció anteriormente, el agua adquiere la forma de un embudo parabólico invertido. La forma es casi idéntica a muchos reflectores comunes utilizados a lo largo de la industria de
iluminación y óptica. Ahora, cuando se aumenta la presión del agua y la proporción de flujo antes de entrar en el remolino de arco, la forma de paraguas se transformará más en un forma de cono que en forma de paraguas o parabólica. Esto por supuesto no afecta a la presente invención. Agregando el reflector 606 a la salida 604, la radiación electromagnética (EMR) que se emite desde el electrodo de carbono caliente blanco 110 puede reflejarse para formar un haz paralelo como muestran las flechas EMR. El reflector 606 puede tener un recubrimiento 608 para aumentar la reflectividad o crear una reacción química deseada. Además puede introducirse un gas 614 para crear una reacción química deseada o reducir/eliminar el consumo u oxidación de los electrodos. Ya sea el electrodo 108 o el 110 puede ser el ánodo. Típicamente, el ánodo produce más EMR que el cátodo. Por tanto, a fin de tomar ventaja y maximizar el uso de la energía de onda, ambos electrodos pueden moverse en las direcciones como lo muestra la flecha 610 a fin de colocar los electrodos en las zonas de tratamiento más efectivas para tratar un líquido, microorganismo o contaminante en particular. Con referencia ahora a la Figura 7, se ilustra un conducto de reflector de hidrociclón de remolino de arco 700 de acuerdo con una séptima modalidad de la presente invención. El hidrociclón 502 y el reflector 606 se instalan
en la parte superior de un tanque 702. El reflector parabólico o elíptico 606 puede utilizarse para irradiar el agua en el tanque 702 y aumentar el tiempo de residencia o dosis. El reflector 606 puede recubrirse con un material mejorador de UV o puede recubrirse con un catalizador semiconductor tal como Ti02. Esta modalidad de la presente invención 700 da lugar a varias Zonas de Energía de Onda. Se forma una zona de energía de onda 1 mediante el plasma 612. El plasma emite energía tanto EMR como sónica. La EMR emitida a partir del plasma 612, se basa en el gas así como en cualquier líquido o sólido que pueda quedar atrapado y ionizado por el plasma. De la misma forma, los plasmas contienen gases ionizados. Los gases ionizados que consisten de electrones y cationes pueden entrar en el agua y ayudar en el tratamiento de agua. Por tanto, debido a que el agua se encuentra en cercana proximidad al plasma 612 el agua puede tratarse con varias formas de energía de onda. Además, si se encuentra presente oxígeno puede formarse tanto oxígeno atómico como ozono. Ambos son oxidantes altamente reactivos que pueden utilizarse para el tratamiento del agua para desinfección así como para oxidación de orgánicos, metales y minerales . Un arco de carbono produce UV al vacío (VUV) . Consecuentemente, como se estableció anteriormente los fotones VUV tienen suficiente cantidad de energía para partir
la moléculas de agua y formar radicales altamente reactivos tales como radicales hidroxilo. Además, los fotones VUV tienen suficiente cantidad de energía para partir los enlaces de carbono-carbono en hidrocarburos. Un arco de carbono produce también copiosas cantidades de radiación infrarroja (IR) tanto cercana como lejana. Esto mejorará adicionalmente la desinfección así como ayudará en el tratamiento de compuestos orgánicos debido a que los orgánicos absorben IR y los electrones vibran. Sin vincularse a una teoría, además de la luz UV y la energía sónica, la IR puede catalizar la destrucción de orgánicos y patógenos dentro del agua. Después, el agua entra en una Zona de Energía de Onda 2. Una vez más el agua o líquido se trata mediante varias formas de energía de onda. Primero, debe pasar el paraguas de película delgada o embudo de agua en forma de cono a través de la EMR y después otra vez a través de la EMR reflejada. Ahora, lo que es realmente único y no obvio es que si la posición del electrodo 110 es dentro del agua, y el agua es conductiva, entonces el agua será tratada mediante otra forma de energía de onda - electrólisis. Esto ocasiona el tratamiento de metales pesados tales como selio encontrado en efluentes de aguas residuales de fábricas de uranio. Los metales pueden emplacarse sobre el electrodo 110 si se opera como el cátodo. El tanque 702 puede consistir simplemente de una
tubería muy larga. Los beneficios de irradiar el eje longitudinal de una tubería se describen en la Patente de E.U. No. 5,832,361 que se incorpora mediante la referencia en su totalidad. De la misma forma, el tanque o tubería 702 forma una Zona de Energía de Onda 3. Es en esta zona en donde el tiempo de residencia puede aumentarse dramáticamente simplemente aumentando el diámetro del tanque 702 con un reflector apropiado o aumentando la longitud o profundidad del conducto 702. Además puede agregarse un medio de filtro 704 al tanque 702. Esto permite un sistema de tratamiento de aguas autónomo que desinfecta y retira la turbidez, que puede utilizarse en áreas remotas del mundo. Se construyó un prototipo similar a la Figura 7 utilizando 5 baterías DC de doce voltios operadas en serie. Se mantuvo un arco de una pulgada utilizando 60 voltios y 20 amperios para producir aproximadamente un sistema de radiación UV de un kW que iluminó por completo el tanque de plástico 702. Las baterías se recargaron con un multi-cargador diseñado para cargar baterías en serie. Por supuesto se entenderá que las baterías pueden recargarse con una fuente de energía verde tal como una turbina de viento, célula fotovoltaica o hidroturbina . También, la presente invención da lugar a un sistema de tratamiento de agua altamente móvil y portátil de respuesta de emergencia para acciones militares, municipales
y de emergencia. El remolino de arco puede unirse a la célula de batería de cualquiera de los nuevos vehículos híbridos . Como se ilustra en las Figuras 5 y 6 el hidrociclón 502 puede modificarse fácilmente por la presente invención mediante el siguiente método. Uniendo un reflector 606 al flujo inferior del hidrociclón 502 este permite un nuevo método para el tratamiento de agua con energía de onda. Como se explicó anteriormente, la EMR puede reflejarse mediante varios medios conocidos en la técnica. Sin embargo, la válvula de ápice del hidrociclón debe retirarse a fin de formar una forma de paraguas. Además, la inserción de la barra de carbono 108 obstruirá sustancialmente el desagüe. La razón por la que se retira la válvula de ápice es parte del nuevo método para formar un embudo de agua invertido en forma de paraguas. Mientras se probaba en tanque un hidrociclón, se retiró la válvula de ápice del flujo inferior de un hidrociclón estándar. La válvula de descarga del desagüe del hidrociclón se cerró para la prueba. Cuando fluyó el agua a través del hidrociclón, al salir a través de la parte inferior del flujo inferior del hidrociclón, el agua se abrió en abanico y formó una forma de paraguas muy delgada y mantuvo un núcleo de aire a lo largo del eje central completo del hidrociclón. Esto fue completamente inesperado debido a
que antes de esta prueba una pieza recta de tubería con el mismo diámetro de la parte inferior del cono se probó, y dio como resultado una descarga de cuerda retorcida. Lo que no es obvio y es completamente inesperado es un método y aparato único para el tratamiento de pequeños volúmenes así como de volúmenes extremadamente grandes de líquido.' Mediante la introducción de un gas inerte, tal como argón, dentro del sistema, se formará un núcleo de burbuja de gas y se mantendrá dentro del hidrociclón y el reflector. Dado que el argón es menos denso que el agua, permanecerá en la sección superior del sistema incluso cuando el sistema no se encuentra en operación. Cuando se encuentra en operación, el argón buscará el centro y formará un núcleo de gas. Cuando se bombardea un arco entre los electrodos 108 y 110 el argón se ionizará y formará el núcleo de plasma de remolino 612. Existen muchas razones principales para utilizar argón. Primero, el argón es inerte y no afecta ni reacciona con el agua. Segundo, el argón cubre los electrodos de carbono aumentando por tanto la esperanza de vida de los electrodos. También, el argón es fácil de ionizar y es un gas de plasma ideal . Con referencia ahora a la Figura 8, se ilustran Múltiples Remolinos de Arco en el Tanque 800 de acuerdo con una octava modalidad de la presente invención. Virtualmente no existe límite en el tamaño del tanque 802 al cual el
remolino de arco puede adaptarse además de la proporción de flujo. Por ejemplo, suministros de energía DC de 5 megavatios se encuentran disponibles de HDR Ametek. Asimismo, los electrodos de grafito de encuentran disponibles en tamaños de hasta 6 pies de diámetro. Por tanto, como se muestra en la Figura 8 pueden tratarse tanques extremadamente grandes con múltiples remolinos de arco 804. Con referencia ahora a la Figura 9, se ilustra un Filtro de Arena con Remolino de Arco 900 de acuerdo con una novena modalidad de la presente invención. Esta modalidad puede ser una actualización de los filtros de arena actuales para producir una vez más un sistema de tratamiento de líquido autónomo. Por tanto, esta actualización rápida no requiere ninguna modificación en el tanque. Además, la actualización del filtro de arena de remolino de arco es bastante barata cuando se compara con los sistemas de radiación UV tradicionales. Por ejemplo, el costo total de construcción del remolino de arco de un kW fue de aproximadamente $3, 000 USD. El sistema de radiación UV de un kW más barato en el mercado hoy en día se vende por aproximadamente $26,000. Este consiste de 26 lámparas en un contenedor. Por tanto, tanto en costo de gastos de capital como en costos de operación, el remolino de arco de la presente invención es muy superior. Puesto de manera simple, en áreas remotas del mundo en donde
la luz solar o el viento se encuentran disponibles, los costos eléctricos de operación pueden reducirse a nada. De la misma forma, el tamaño y el peso del sistema de un kW asi como el actual modelo de 100 KW pueden caber en el maletero de un automóvil pequeño. Se construyó un remolino de arco de 4 kW y se probó con agua de pintura de cabina en una planta de automóviles. El agua de pintura de cabina era negra, opaca, tenia un olor extremadamente detestable y tenia una cuenta de bacterias extremadamente alta. El agua de pintura de cabina se trató con el remolino de arco en un primero y segundo paso. El agua de pintura de cabina cambió de color a un tinte amarillo transparente y el agua fue inodora. Las pruebas de laboratorio revelaron un 99,99% de bacterias eliminadas. Con referencia ahora a la Figura 10, se muestra un diagrama de flujo del método 1000 de tratamiento de un liquido de acuerdo con la presente invención. Se proporciona una fuente de energía de onda en el bloque 1002 y se crea una película delgada del líquido que se encuentra en el remolino alrededor de la fuente de energía de onda de tal forma que una o más energías de onda irradian al líquido en el bloque 1004. Las una o más energías de onda pueden incluir una radiación ultravioleta, una radiación ultravioleta de vacío, una radiación infrarroja, una radiación de luz visible, una energía sónica, una energía ultrasónica, una electrólisis o
una combinación de las mismas. Con referencia ahora a la Figura 11, se muestra un diagrama de flujo de otro método 1100 de tratamiento de un liquido de acuerdo con la presente invención. Se proporcionan un primer electrodo y un segundo electrodo que se encuentran axialmente alineados entre si y conectados a un suministro de energía en el bloque 1102. Se bombardea un arco entre el primer electrodo y el segundo electrodo en el bloque 1104. Se crea un núcleo de plasma entre el primer electrodo y el segundo electrodo que genera una o más energías de onda en el bloque 1106 y se crea una película delgada del líquido que se encuentra en el remolino alrededor de la fuente de energía de onda de tal forma que una o más energías irradian al líquido en el bloque 1108.. Los siguientes ejemplos no limitantes de las aplicaciones del tratamiento en las que puede utilizarse la presente invención se proporcionan para demostrar el rango de utilidad de la invención así como la novedad del concepto inventivo. Estos ejemplos ilustran también la necesidad extremadamente urgente por una invención tal en el contexto de los problemas la salud y de seguridad medioambiental. Micobacterias en Fluidos de la Industria del Metal Las micobacterias ambientalmente oportunistas, se han implicado en brotes de una variedad de problemas respiratorios en una amplia variedad de situaciones. Una
característica común de los brotes ha sido la exposición a aerosoles. Los aerosoles se generan a partir de fluidos de la industria del metal durante las operaciones de fabricación y trituración así como a partir de otras fuentes tales como piscinas interiores, bañeras calientes, y edificios dañados por agua. En los sitios industriales, se estima que 1.2 millones de trabajadores en los Estados Unidos se encuentran expuestos a los aerosoles generados por la trituración del metal, y los impactos financieros y sociales de los problemas respiratorios que experimentan estos trabajadores son sustanciales. Las micobacterias se aerosolizan fácilmente y son resistentes a l desinfección. En la gran mayoría de los brotes de problemas respiratorios atribuidos a micobacterias aerosolizadas , se han desinfectado las fuentes de agua de los aerosoles. De hecho, se cree que la desinfección convencional puede seleccionarse por la predominación y el crecimiento de micobacterias. La presente invención proporciona la capacidad de someter a fluidos tales como los fluidos de la industria del metal a una pluralidad de fuentes de energía de onda, y por consiguiente muestra grandes promesas de eliminación efectiva y control de micobacterias y otros contaminantes biológicos en esos fluidos. Aunque las micobacterias pueden sobrevivir a la desinfección química, se cree que la bacteria no sobrevivirá a la exposición de la combinación de radiación UV
y electrones libres a partir del arco de carbono de la presente invención, especialmente con la combinación adicional de la energía de onda sónica de efectos de cavitación. La eliminación o reducción de los problemas respiratorios en el lugar de trabajo asociados con los fluidos de la industria del metal, tendrá beneficios financieros significativos en las industrias afectadas, así como beneficios sociales significativos a partir de la reducción de esos problemas de salud. Agua de Refrigeración de Carne de Ave Estadísticamente, cada persona en los Estados Unidos consume 44 kg (961b) de carne de ave anualmente. La carne de ave representa aproximadamente el 36% del consumo de carne, solamente después de la carne de vacuno en la dieta Americana. Lo saludables que son los productos de carne de ave tiene un profundo impacto en la salud y en la seguridad pública. La industria de carne de ave en los Estados Unidos produce 20 millones de millones de libras de pollo y 6 millones de millones de libras de pavo cada año. Casi todos los productos de carne de ave se producen en formas "listos para cocinar" a partir de plantas automatizadas con capacidad para muchos millones de aves. En estas plantas, las aves se sacrifican, se despluman, se retiran las visceras, se lavan, se refrigeran, y se empacan. Refrigerar los cadáveres rápidamente por debajo de 40 F es crucial para minimizar el
crecimiento bacterial y preservar la calidad del cadáver. Esto se logra sumergiendo los cadáveres lavados en agua congelada en uno, dos o tres tanques largos, los refrigeradores. Muchos procesadores utilizan cloro para controlar las poblaciones de microbios en el agua de refrigeración de carne de ave (PCW) . En el presente, el cloro y sus productos de hidratación, ácido hipocloroso e hipoclorito, son los únicos desinfectantes permitidos por las agencias reguladoras para su uso en PCW (U.S. Department of Agriculture, 1993) . El agua de refrigeración de carne de ave se conoce por su alto contenido de materia orgánica. La cloración de PCW da como resultado la formación de trihalometanos , principalmente cloroformo, y otros compuesto mutagénicos que están aún por identificar. Aunque el impacto de estos compuestos potencialmente dañinos en la salud no se ha establecido, es altamente deseable proporcionar métodos alternativos para desinfectar PCW. Además, el reciclaje de agua de refrigeración puede ofrecer una- via para evitar contaminación medioambiental mientras ayuda a conservar recursos acuiferos de valor. Se cree que el tratamiento de PCW con la radiación UV de alta intensidad y electrones libres generados mediante el arco de carbono de la presente invención, especialmente cuando el PCW se controla para exponerse a esas energías de
onda en una película delgada en cercana proximidad a la fuente de energía, superará las desventajas de la técnica anterior de intensidad y longitud de trayectoria y dará como resultado la desinfección segura y efectiva de PCW. La efectividad del tratamiento puede mejorarse dentro del alcance de la presente invención mediante la combinación adicional de energía de onda sónica asociada con la cavitación con las energías de onda del arco de carbono llevando a cabo el tratamiento en, e.g., el aparato REVEX™ MTU. Agua de Lastre Marítima Las especies acuáticas invasivas son una de las cuatro grandes amenazas en los océanos del mundo, y pueden ocasionar impactos medioambientales, económicos y de salud pública extremadamente severos. La introducción de especies marinas invasivas dentro de nuevos ambientes mediante el agua de lastre de barcos se ha identificado como una de las cuatro mayores amenazas para los océanos del mundo. Los barcos mueven el 80% de las necesidades mundiales y transfieren aproximadamente de 3 a 5 millones de millones de toneladas de aguas de lastre internacionalmente cada año. Un volumen similar puede también transferirse domésticamente dentro de países y regiones cada año. El agua de lastre es absolutamente esencial para la operación segura y eficiente de los barcos modernos, proporcionando balance y estabilidad
a barcos sin carga. Sin embargo, puede también poseer una seria amenaza ecológica, económica y de salud. El re-lastrado en el océano, como lo recomiendan las indicaciones IMO, actualmente proporciona la mejor medida disponible para reducir el riesgo de transferencia de organismos acuáticos dañinos, pero se encuentra sujeto a serios limites de seguridad del barco. Incluso cuando puede ser completamente implementada, esta técnica es menos del 100% efectiva en el retiro de organismos del agua de lastre. Algunas partes han sugerido incluso que el re-lastrado en el océano puede en si contribuir a una dispersión más amplia de especies dañinas, y que los estados isleños situados "aguas abajo" de las áreas del océano medio de re-lastrado pueden encontrarse en particular riesgo a partir de esta práctica. Es por tanto extremadamente importante que se desarrollen métodos alternativos, de manejo y/o tratamiento efectivo de aguas de lastre tan pronto como sea posible, para reemplazar el re-lastrado en el océano. MTBE en Agua Potable El MTBE, un aditivo de la gasolina, ha contaminado muchos acuiferos. Debido a su alta solubilidad es extremadamente difícil retirarlo del agua. Sin embargo, cuando se incorpora un arco de carbono en el núcleo central, preferentemente, el REVEX™ MTU, se cree que la combinación de energía de cavitación con energía de luz UV y electrones
libres a partir del arco de carbono tendrá un efecto sinérgico para el retiro y/o la descomposición del MTBE sin la necesidad de retirarlo del agua. Sin vincularse a una teoría, se cree que los oxidantes tales como radicales libres, peróxido de hidrógeno y ozono se formarán a partir de la cavitación y del contacto de aire con el plasma del arco de carbono. Como resultado, el MTBE se oxidará a dióxido de carbono y agua. Patógenos tales como Ántrax y Legionella en el Agua Potable y/o en el Aire El efecto sinérgico de la cavitación, la luz UV, y los oxidantes generados in-situ producidos mediante el aparato de la presente invención tendrán un efecto dañino sobre los patógenos tales como ántrax y legionella. La presente invención puede utilizarse en un procedimiento dual mediante la depuración del aire para retirar patógenos y después haciendo recircular el líquido para la eliminación de patógenos . VOCs de Pintura de cabina Típicamente, se utiliza un depurador de caída de agua de corriente descendente para depurar VOCs del aire que sale desde el punto de pintura. Como resultado, el agua se contamina con VOCs. Sin vincularse a una teoría, se cree que el uso de, preferentemente, el REVEX™ MTU en la presente invención logrará una transferencia del VOCs del agua al
núcleo del arco de carbono. El VOCs dentro del núcleo se oxidará térmicamente. Esto ilustra que la presente invención puede utilizarse como un oxidante térmico. Residuos Cáusticos Las soluciones de residuo cáustico que se generan en refinerías e instalaciones petroquímicas usualmente se consideran residuos peligrosos debido a la presencia de benceno. Se cree que la presente invención utilizando, preferentemente, el aparato Revex.TM. MTU, puede limpiar el residuo cáustico retirando el benceno de la solución cáustica y subsecuentemente descomponiendo el benceno dentro del aparato con el plasma del arco de carbono. Demanda de Oxígeno Químico-COD Sin vincularse a una teoría, se cree que el sistema de hidrociclón de arco de carbono/rociado con gas puede reducir el COD en aguas residuales industriales. Al grado en que el COD no se encuentra completamente oxidado en dióxido de carbono y agua, se cree que la presente invención convertirá al COD en materia orgánica que puede descomponerse en una instalación de tratamiento de aguas residuales biológica . La anterior descripción del aparato y métodos de la invención en las modalidades y variaciones preferidas y alternativas, y los anteriores ejemplos de los procesos para los cuales puede utilizarse la invención de forma benéfica,
intentan ser ilustrativos y no para propósitos de limitación. La invención es susceptible aún a variaciones adicionales y modalidades alternativas dentro del alcance total de la invención, citadas en las siguientes reivindicaciones.